Geometria Molecular Parte II - ENEM

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Geometria molecular 
 
 Cada molécula possui um arranjo definido de átomos no 
espaço.Esse arranjo é determinado pela repulsão dos pares de elétrons da 
camada de valência (TRPECV) dos átomos da molécula. A geometria 
molecular depende do número de ligantes e do número de pares eletrônicos no 
átomo central.Podemos determinar a geometria de uma molécula determinando 
o seu grupo AXE. 
 
➢ Legenda: 
➢ A= átomo central 
➢ X= ligante 
➢ E = par eletrônico no átomo central 
 
 
Grupos e geometria molecular 
 
ENEM 
 
A2= linear (H2 , Cl2 , N2 , CO) 
AX2 = linear (CO2 , BeCl2 , CS2 , NO2
+) 
AX3= trigonal plana (SO3 , BF3 , CO3
2-, NO3
- , COCl2) 
AX2E= angular (SO2 , O3 , NO2
- ) 
AX4= tetraédrica (CH4 , SiCl4 , NH4
+, BF4
-) 
AX3E= piramidal (NH3 , PH3 , ClO3
-) 
AX2E2= angular (H2O , NH2
- ,OF2) 
 
 
 
Demais vestibulares 
 
AX5= bipirâmide trigonal (PCl5 ) 
AX4E = tetraedro distorcido ou gangorra (SF4) 
AX4E2= quadrado planar (XeF4 , ICl4
-) 
AX3E2 = forma de T (ClF3 ) 
AX2E3= linear (I3
-) 
AX6= octaédrica (SF6) 
AX5E = pirâmide de base quadrada (ClF5 ,BrF5) 
 
 
 
Geometria eletrônica e geometria molecular 
 
Na determinação da geometria de uma molécula devemos levar em 
consideração apenas às posições de seus núcleos(átomos).Por exemplo, a 
molécula de amônia,NH3 ,possui número de coordenação quatro ao redor do 
átomo de nitrogênio.De acordo com a TRPECV as repulsões entre os ligantes 
e o par de elétrons isolado são mínimas em um arranjo tetraédrico.A 
geometria molecular descreve a posição espacial dos átomos,não o arranjo de 
coordenação.Por isso a geometria molecular da amônia é piramidal 
trigonal,entretanto, o arranjo de coordenação ou geometria eletrônica é 
tetraédrica,como mostrado na figura a seguir.Veja: 
 
 
Grupo Geometria eletrônica 
(GE) 
Geometria 
molecular 
(GM) 
A2 Linear Linear 
AX3 Trigonal plana Trigonal 
plana 
AX2E Trigonal plana Angular 
AX4 Tetraédrica Tetraédrica 
AX3E Tetraédrica Piramidal 
AX2E2 Tetraédrica Angular 
AX5 Bipiramidal trigonal Bipiramidal 
trigonal 
AX4E Bipiramidal trigonal Gangorra 
AX3E2 Bipiramidal trigonal Forma de T 
AX2E3 Bipiramidal trigonal Linear 
AX6 Octaédrica Octaédrica 
AX5E Octaédrica Pirâmide de 
base 
quadrada 
AX4E2 Octaédrica Quadrado 
planar 
A = átomo central ; X = ligantes ; 
E = pares de elétrons isolados 
 
GM = descreve a posição espacial somente dos 
ligantes(X). 
GE = descreve a posição espacial dos ligantes(X) e dos 
pares de életrons não compartilhados. 
 
 
Exercício resolvido 
 
01)Determine o arranjo(geometria eletrônica) e a geometria molecular de (a) 
𝐼𝐹4
+ ;(b) 𝐼𝐶𝑙4
−. 
 
Resolução: 
 
1º etapa => construção da fórmula estrutural de Lewis 
2º etapa => determinação do grupo AXE da molécula 
 
Na molécula de 𝑰𝑭𝟒
+ o número total de elétrons disponíveis 
para a construção da fórmula estrutural de Lewis é: 
 
I = 7 elétrons 
F= 7 elétrons (cada flúor) 
Carga positiva = -1elétron 
Total = 34 elétrons 
 
Na molécula de 𝑰𝑪𝒍𝟒
− o número total de elétrons disponíveis 
para a construção da fórmula estrutural de Lewis é: 
 
I = 7 elétrons 
Cl= 7 elétrons (cada flúor) 
Carga negativa = 1elétron 
Total = 36 elétrons 
 
Portanto, temos: 
 
 
 
Hibridização 
 
➢ A hibridização é um fenômeno que permite ao átomo realizar um 
número maior de ligações, aumentando assim a sua estabilidade. 
➢ Hibridização consiste na fusão de orbitais atômicos incompletos 
,que se transformam originando novos orbitais equivalentes, em 
igual número . Esses novos orbitais são denominados orbitais 
híbridos. 
➢ A hibridização é somente um modelo,ou seja, uma maneira 
teórica de descrever as ligações que são necessárias para justificar 
uma dada geometria molecular determinada experimentalmente. 
 
 
 
Portanto, para determinar a hibridização do átomo central de uma 
molécula você deve seguir os seguintes passos: 
 
1º ) Desenhar a estrutura de Lewis para a molécula; 
2º ) Determinar a geometria da molécula, ou seja,seu grupo AXE; 
3º ) Utilizar a seguinte regra: 
 
O somatório (a +b),sempre deve ser igual ao somatório (x + y + z): 
 
a + b = x + y + z 
 
Veja os exemplos a seguir: 
 
➢ Molécula de 𝑰𝟑
− 
 
 
 
Geometria molecular = AX2E3 
Hibridização do átomo central = sp3d 
2 + 3 = 1 + 3 + 1 
 
 
➢ Molécula de H2O 
 
 
Geometria molecular = AX2E2 
Hibridização do átomo central = sp3 
2 + 2 = 1 + 3 
 
➢ Molécula de SO2 
 
 
Geometria molecular = AX2E1 
Hibridização do átomo central = sp2 
2 + 1 = 1 + 2 
➢ Molécula de BrF5 
 
 
Geometria molecular = AX5E1 
Hibridização do átomo central = sp3d2 
5 + 1 = 1 + 3 + 2 
 
 
HIBRIDIZAÇÃO sp3 :Resulta da fusão de um orbital “s” com três orbitais “p”, 
formando quatro novos orbitais híbridos do tipo sp3 com arranjo tetraédrico. 
 
 
 
Resumo 
 
 
 
HIBRIDIZAÇÃO sp2 :Resulta da fusão de um orbital “s” com dois orbitais 
“p”, formando três novos orbitais híbridos do tipo sp2 com arranjo trigonal 
plano. 
 
 
 
 Os três orbitais híbridos sp2 formados permitem ao boro 
estabelecer três ligações sigmas exatamente iguais com o hidrogênio do tipo 
s-sp2 na molécula BH3. 
 
Resumo 
 
 
HIBRIDIZAÇÃO sp:Resulta da fusão de um orbital “s” com um orbitail “p”, 
formando dois novos orbitais híbridos do tipo sp com aranjo linear. 
 
 
 
 Os dois orbitais híbridos sp formados permitem ao berílio 
estabelecer duas ligações sigmas exatamente iguais com o hidrogênio do tipo 
s-sp na molécula BeH2. 
 
Resumo 
 
 
 
HIBRIDIZAÇÃO sp3d :Resulta da fusão de um orbital “s” com três orbitais 
“p” e um orbital d, formando cinco novos orbitais híbridos do tipo sp3d com 
arranjo bipiramidal trigonal.Como exemplo,vamos analisar a formação da 
molécula PCl5 . O estado fundamental do fósforo apresenta somente três 
elétrons desemparelhados, no entanto, o fósforo estabelece cinco ligações no 
PCl5. Esse fato só pode ser explicado pela hibridização dos orbitais 3s ,3p e 3d 
da camada de valência do fósforo.Veja: 
 
 
Os cinco orbitais híbridos sp3d formados estão direcionados para 
os vértices de uma pirâmide trigonal,como mostra a figura a seguir: 
 
 
Os orbitais híbridos sp3d formados permitem ao fósforo estabelecer 
cinco ligações sigmas exatamente iguais com o cloro do tipo sp3d-p. 
 
HIBRIDIZAÇÃO sp3d2 :Resulta da fusão de um orbital “s” com três orbitais 
“p” e dois orbitais d, formando seis novos orbitais híbridos do tipo sp3d2 . Como 
exemplo,vamos analisar a formação da molécula SF6 . O estado fundamental 
do enxofre apresenta somente dois elétrons desemparelhados, no entanto, o 
enxofre estabelece seis ligações no SF6. Esse fato só pode ser explicado pela 
hibridização dos orbitais 3s ,3p e 3d da camada de valência do enxofre.Veja: 
 
 
Os seis orbitais híbridos sp3d2 formados estão direcionados para os 
vértices de um octaedro regular,como mostra a figura a seguir: 
 
 
 
Os orbitais híbridos sp3d2 formados permitem ao fósforo 
estabelecer seis ligações sigmas exatamente iguais com o flúor do tipo sp3d2-
p. As hibridizações sp3d e sp3d2 só ocorrem com elementos que podem sofrer 
expansão do octeto, ou seja, elementos localizados a partir do terceiro período 
da tabela periódica. 
 
Exercícios propostos 
 
01 - (UEM PR/2010) Assinale o que for correto. 
 
01.No composto CaCO3, são encontradas ligações do tipo covalente e iônica. 
02.Quanto maior a diferença na eletronegatividade entre os átomos 
participantes de uma ligação, maior a probabilidade dessa ligação ser do tipo 
iônica. 
04.O BF3 possui geometria trigonal plana e apresenta hibridização tipo sp
3. 
08.O BeCl2 possui geometria linear e apresenta hibridização tipo sp. 
16.Compostos sólidos formados por ligações iônicas são duros e quebradiços e 
possuem altos pontos de fusão. 
 
02 - (UFC CE/2008) Uma característica dos halogênios é a formação de 
compostos com elementos do mesmo grupo, porexemplo, o ClF3 e o ClF5. A 
geometria molecular e a hibridação do átomo central nessas duas espécies são 
respectivamente: 
 
a)trigonal plana, bipirâmide trigonal, sp2 e sp3d. 
b)em forma de T, bipirâmide trigonal, sp3d e sp3d. 
c)pirâmide trigonal, bipirâmide trigonal, sp3 e sp3d. 
d)em forma de T, pirâmide de base quadrada, sp3d e sp3d2. 
e)pirâmide trigonal, pirâmide de base quadrada, sp3 e sp3d2. 
 
03 - (Unioeste PR/2007)Para a constituição de seres vivos, é necessária a 
formação de moléculas e ligações químicas, formadas entre os orbitais 
atômicos e/ou os orbitais híbridos. Associado aos orbitais descritos nesta 
questão, é correto afirmar: 
a)A hibridização não altera a forma dos orbitais. 
b)Cada orbital p comporta no máximo 2 elétrons. 
c)Todos os orbitais s possuem o mesmo tamanho e formato. 
d)A hibridização de orbitais só ocorre no átomo de carbono. 
e)Os orbitais sp3 formam moléculas planas. 
 
04 - (UFPE/2005) Sobre as moléculas NH3, BF3 e CH4, podemos afirmar que: 
1.por se tratarem de moléculas heteroatômicas assimétricas, todas são 
polares. 
2. a molécula BF3 deve ser plana, pois o elemento B apresenta uma 
hibridização do tipo sp2. 
3. as moléculas NH3 e CH4 apresentam pontes de hidrogênio devido à 
presença de H em sua estrutura. 
Está(ão) correta(s) apenas: 
a)1 b)2 c)3 d)1 e 3 e)2 e 3 
 
PCl
Cl
Cl
Cl
Cl
S
F F
F F
F
F
05 - (PUC SP)Com base na estrutura eletrônica do átomo central, sugira os 
tipos de orbital híbrido envolvidos nas ligações de cada uma das seguintes 
moléculas: 
a)BF3 e CCl4; b)PCl5 e SF6. 
 
06 - (UEG GO/2012)A estrutura abaixo representa um carbocátion terciário, 
o qual pode ser formado em reações de substituição de haletos de alquila com 
espécies química nucleofílicas e na presença de solventes adequados. 
 
CH3 C
CH3
CH3
 
 
A análise de sua estrutura permite concluir que essa espécie química apresenta 
uma geometria 
 
a)linear. b)piramidal. c)tetraédrica. d)trigonal planar. 
 
07 - (UEM PR/2012)Assinale o que for correto. 
 
01.No diamante e no grafite, as ligações químicas predominantes são do tipo 
molecular e iônica, respectivamente. 
02.No estado sólido, um composto molecular apresenta baixa condutividade 
térmica, quando comparado a compostos metálicos. 
04.Uma molécula covalente de fórmula A2B, cujo átomo central B possui 1 par 
de elétrons livres, apresentará geometria molecular do tipo angular; porém, se 
o átomo B perder o par de elétrons, a geometria do íon A2B
2+ deverá ser do tipo 
linear. 
08.Considerando que as moléculas de H2O e H2S tenham o mesmo ângulo 
formado entre as ligações H-O-H e H-S-H, pode-se afirmar que a molécula H2O 
possui maior momento dipolar resultante. 
16.Toda ligação iônica é polar, e toda ligação covalente é apolar. 
 
08 - (UFG GO/2009) A teoria da repulsão por pares de elétrons da camada de 
valência (VSEPR) é um modelo para previsão da estrutura tridimensional das 
moléculas. Considere as moléculas de NH3 e de H2O. 
 
a)Determine suas geometrias moleculares, considerando os pares de elétrons 
não-ligantes. 
b)Estime os ângulos de ligação dos pares de elétrons ligantes e justifique sua 
resposta. 
 
09 - (ITA SP) Assinale a opção que contêm a geometria molecular 
CORRETA das espécies OF2 , SF2 , BF3 , NF3 , CF4 e XeO4 , todas no estado 
gasoso. 
a)Angular , linear, piramidal, piramidal, tetraédrica e quadrado planar. 
b)Linear, linear, trigonal plana, piramidal, quadrado planar quadrado planar. 
c)Angular, angular, trigonal plana, piramidal, tetraédrica e tetraédrica. 
d)Linear, angular, piramidal, trigonal plana, angular e tetraédrica. 
e)Trigonal plana, linear, tetraédrica, piramidal, tetraédrica e quadrado planar. 
 
10 - (UFF RJ/2011)A química está na base do desenvolvimento econômico e 
tecnológico. Da siderurgia à indústria da informática, das artes à construção 
civil, da agricultura à indústria aeroespacial, não há área ou setor que não 
utilize em seus processos ou produtos algum insumo de origem química. Um 
desses insumos é o metano, gás natural, usado como combustível na indústria 
química. A queima do metano pode ser representada pela seguinte equação: 
 
CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O 
 
Em relação ao metano (CH4) e ao dióxido de carbono (CO2), pode-se dizer que 
a forma geométrica de cada um desses compostos, respectivamente, é 
 
a)tetraédrica e trigonal planar. 
b)tetraédrica e linear. 
c)quadrática planar e trigonal planar. 
d)quadrática planar e linear. 
e)tetraédrica e quadrática planar. 
 
11 - (UEM PR/2010)Para se fazer uma previsão sobre a geometria das 
moléculas, podem-se utilizar várias teorias. Considerando a molécula SF6, em 
que a menor distância entre os átomos de flúor mede aproximadamente 1,8 Å 
e considerando que 54,248,6 = e que 4,12 = , assinale o que for 
correto. 
 
01.Nessa molécula, o átomo de enxofre obedece à regra do octeto. 
02.A forma espacial que representa a molécula SF6 é a de um octaedro regular. 
04.A distância do átomo de enxofre a qualquer átomo de flúor nessa molécula 
mede aproximadamente 1,7 Å. 
08.Desconsiderando as dimensões dos átomos na molécula, a área total da 
superfície do SF6 mede mais do que 10 Å
2. 
16.Desconsiderando as dimensões dos átomos na molécula, o volume da forma 
espacial do SF6 mede menos do que 4 Å
3. 
 
12 - (UFV MG/2009)Em relação à geometria das moléculas de água, amônia, 
metano e etino, assinale a alternativa CORRETA: 
 
a)H2O, angular; NH3, piramidal; CH4, tetraédrica; C2H2, quadrática plana. 
b)H2O, angular; NH3, trigonal plana; CH4, quadrática plana; C2H2, linear. 
c)H2O, linear; NH3, trigonal plana; CH4, tetraédrica; C2H2, linear. 
d)H2O, angular; NH3, piramidal; CH4, tetraédrica; C2H2, linear. 
 
13 - (UFMT/2009) A teoria da repulsão dos pares eletrônicos sustenta: ao redor 
do átomo central, pares eletrônicos ligantes e não ligantes se repelem, tendendo 
a ficar tão afastados quanto possível. De acordo com essa teoria, quais 
estruturas podem ser previstas para as moléculas de SF6, PCl5, CH4, 
respectivamente? 
 
a)tetraédrica, bipirâmide trigonal e octaédrica 
b)octaédrica, bipirâmide trigonal e tetraédrica 
c)bipirâmide trigonal, tetraédrica e tetraédrica 
d)tetraédrica, tetraédrica e octaédrica 
e)octaédrica, tetraédrica e bipirâmide trigonal 
 
14 - (UPE PE/2008)As afirmativas abaixo estão relacionadas às ligações 
químicas. 
1.A hibridização é um processo de mistura de orbitais que ocorre em átomos 
diferentes ou íons, quando suas nuvens eletrônicas se interpenetram. 
2.As moléculas do BCl3, PCl5 e BeH2 são todas apolares, como conseqüência 
as ligações entre seus átomos são também necessariamente apolares. 
3.O íon −1
4
ICl tem uma geometria plana quadrada, e os dois pares isolados se 
distribuem acima e abaixo do plano molecular. 
4.A ligação entre os átomos de carbono e oxigênio, na molécula do monóxido 
de carbono, é mais curta que a ligação entre os mesmos átomos, na molécula 
do dióxido de carbono. 
São verdadeiras 
a)3 e 4 apenas. b)1, 2, 3 e 4. c)2 e 3 apenas. d)1, 2 e 4 apenas. 
e)1 e 4 apenas. 
 
15 - (UFTM MG/2008) A molécula de ozônio apresenta geometria molecular 
a)angular. b)linear. c)piramidal. d)tetraédrica. e)trigonal plana. 
 
16 - (UFC CE)Fugir da poluição das grandes cidades, buscando ar puro em 
cidades serranas consideradas oásis em meio à fumaça, pode não ter o efeito 
desejado. Resultados recentes obtidos por pesquisadores brasileiros 
mostraram que, em conseqüência do movimento das massas de ar, dióxido de 
enxofre (SO2) e dióxido de nitrogênio (NO2) são deslocados para regiões 
distantes e de maior altitude. Curiosamente, estes poluentes possuem 
propriedades similares, que relacionam-se com a geometria molecular. 
Assinale a alternativa que descreve corretamente essas propriedades. 
a)Trigonal plana; polar, sp3 b)Tetraédrica; apolar, sp3 
c)Angular; apolar, sp2 d)Angular; polar, sp2 e)Linear;apolar, sp 
 
17 - (UECE) 
O 
−
3
NO tem 3 estruturas de ressonância: 
 
Com respeito a essas estruturas, marque a alternativa verdadeira: 
a)em cada estrutura, a geometria dos pares de elétrons no nitrogênio é plana 
triangular, com hibridização sp no átomo de N; 
b)os orbitais híbridos sp2 formam três ligações sigma, N−O, que estão presentes 
em cada estrutura de ressonância; 
c)nas estruturas de ressonância do 
−
3NO os átomos se ligam uns aos outros, 
formando somente ligações sigma () 
d)cada estrutura de ressonância contribui desigualmente para a estrutura do 
−
3NO
 
 
GABARITO: 
 
1) Gab: 27 2) Gab: D 3) Gab: B 4) Gab: B 
5) Gab: a) sp2 e sp3 b) sp3d e sp3d2 6) Gab: D 7) Gab: 14 
8) Gab: 
a)Ambas são tetraédricas, quando se considera os pares de elétrons não ligantes. 
 
b)O ângulo da água é aproximadamente 105º e o da amônia é aproximadamente 
107º. Tal diferença se deve ao fato de a água ter dois pares de elétrons livres, 
os quais têm maior intensidade de repulsão entre si e empurram mais fortemente 
os pares ligantes para mais próximos uns dos outros. 
 
9) Gab: C 10) Gab: B 11) Gab: 26 12) Gab: D 13) Gab: B 
14) Gab: A 15) Gab: A 16) Gab: D 7) Gab: B